IP子網劃分與子網匯聚

1. 主機通信

在網絡中不同主機之間通信的情況可以分爲兩種:

① 同一網段中兩臺主機之間相互通信。

② 不同網段中兩臺主機之間相互通信。

爲了區分這兩種情況,進行通信的計算機就需要獲取遠程主機IP地址的網絡部分來做出判斷。

① 如果源主機的網絡地址=目標主機的網絡地址,則爲相同網段主機之間的通信。

② 如果源主機的網絡地址≠目標主機的網絡地址,則爲不同網段主機之間的通信。

 

2. 子網掩碼

對於一臺計算機來說,如何知道遠程主機IP地址的網絡地址呢?這就需要藉助子網掩碼。

與IP地址一樣,子網掩碼也是由32個二進制位組成。對於IP地址的網絡部分用“1”表示,對於IP地址的主機部分用“0”表示。和IP地址一樣,子網掩碼也通常用4個點分十進制表示。當爲網絡中的節點分配IP地址時,也一併要給出每個節點所使用的子網掩碼。

 

有了子網掩碼後,只要把IP地址和子網掩碼做邏輯“與”運算,就可得出IP地址的網絡地址。可以將“與”運算看成是乘法運算。

“與”運算法則:0和任何數相與都等於0,1和任何數相與都等於任何數本身。簡言之,“與”運算取小

① 0與0等於0

② 0與1等於0

③ 1與0等於0

④ 1與1等於1

 

A、B、C類默認子網掩碼

① A類地址默認子網掩碼:255.0.0.0

② B類地址默認子網掩碼:255.255.0.0

③ C類地址默認子網掩碼:255.255.255.0

 

子網掩碼的作用就是確定IP地址中哪一部分是網絡ID,哪一部分是主機ID。

 

IP地址和掩碼與運算求網絡地址實例:

有一個IP地址192.168.12.30,子網掩碼是255.255.255.0,求該IP地址的網絡地址。

根據IP地址和子網掩碼做邏輯“與”運算就可得出網絡地址的規則,現做法如下:

① 將192.168.12.30用32位的二進制形式表示

11000000.10101000.00001100.00011110

② 將255.255.255.0用32位的二進制形式表示

11111111.11111111.11111111.00000000

③ 將32位的IP地址和32位的子網掩碼進行邏輯“與”運算

   11000000.10101000.00001100.00011110

與——————————————————

   11111111.11111111.11111111.00000000

=11000000.10101000.00001100.00000000

=192.168.12.0

那麼IP地址192.168.12.30/24的網絡地址就是192.168.12.0。

 

3. 變長子網掩碼(VLSM)

變長子網掩碼(Variable-Length Subnet Mask)是一種通過減少每個子網的掩碼長度來節省I P地址的技術。子網需要多少地址,掩碼就提供多少地址。這種技術的主要思想是爲每個子網分配“合適的地址數量”。

 

4. 劃分子網

劃分子網就是網絡位向主機位借位。換言之,就是增加網絡位,減少主機位。

劃分子網的好處:路由器創建了廣播域,廣播域越多,單個網絡上的廣播流量越少,所以縮減了網絡流量,優化了網絡性能,同時由於子網相對要小一些簡化了管理,同時可以更加靈活的形成大覆蓋範圍的網絡。

 

如果網絡位向主機位借了n位,那麼可以劃分子網的個數就是2的n次方

如果m是網絡位向主機位借位後所剩的主機位數,那麼每個子網的主機個數就是2的m次方-2。(-2是指減掉網絡地址和廣播地址)

劃分子網後的子網掩碼就是在原有子網掩碼的基礎上,借了幾個主機位,就添加幾個“1”。

 

子網劃分只能在一個或者更多的子網沒有用盡的情況下實施。在進行子網劃分時,應該首先使用最短的子網掩碼。換句話說,就是讓這個子網支持最多的主機。這一般是用於大多數或者全部局域網網段中的子網掩碼。

 

5. 子網匯聚(超網)

超網是與子網類似的概念--IP地址根據子網掩碼被分爲獨立的網絡地址和主機地址。但是,與子網把大網絡分成若干小網絡相反,超網是把一些小網絡組合成一個大網絡。

子網匯聚(超網)就是主機位向網絡位借位。換言之,就是減少網絡位,增加主機位。

子網匯聚相當於子網劃分的逆運算。

 

超網地址規劃又稱爲地址匯聚,在實際應用中一般是爲了減輕路由表的負載而引進地址匯聚的概念(超網)。

路由匯聚的含義是把一組路由匯聚爲一個單個的路由廣播。路由匯聚的最終結果和最明顯的好處是縮小網絡上的路由表的尺寸,進而減少延遲。

 

在超網地址規劃的過程中要遵循的原則是: 
所有符合要求的IP地址必須包含進去,不能隨意性的規劃。但同時要保證不能包括不在規劃範圍的其他的IP地址,這樣容易引起路由黑洞。

 

超網匯聚實例:

將192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、192.168.2.0/24、192.168.3.0/24這4個網絡地址用一個網絡地址包含進去。

這4個地址分別用二進制表示:

11000000.10101000.00000000.00000000/24【192.168.0.0/24】

11000000.10101000.00000001.00000000/24【192.168.1.0/24】

11000000.10101000.00000010.00000000/24【192.168.2.0/24】

11000000.10101000.00000011.00000000/24【192.168.3.0/24】

我們通過查看它們的二進制形式可以發現,它們的前22位是一樣的,所以,我們就可以將它們的網絡位在原有的基礎上向後退2位,變成22位。因此,就變成以下這樣:

11000000.10101000.00000000.00000000/24【192.168.0.0/22】

11000000.10101000.00000001.00000000/24【192.168.0.0/22】

11000000.10101000.00000010.00000000/24【192.168.0.0/22】

11000000.10101000.00000011.00000000/24【192.168.0.0/22】

所以,以上這4個網絡地址可以使用192.168.0.0/22來匯聚成一個地址。

掩碼爲255.255.252.0,可以用的主機爲1024-2臺=1022臺主機

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